第21讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
考纲要求 1.理解电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
1.电解和电解池
(1)电解：在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 (2)电解池：电能转化为化学能的装置。 (3)电解池的构成
①有与电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融电解质)。 ③形成闭合回路。
2.电解池的工作原理(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)
总反应离子方程式：Cu2＋2Cl=====Cu＋Cl2↑。
特别提醒：电子和离子的移动遵循“电子不下水,离子不上线”。 3.阴阳两极上放电顺序
(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电,放电顺序：
(2)阳极：若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极,放电顺序为
注意 ①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl>OH；阴极：Ag>Cu2>H。③电解水溶液时,K～Al3不可能在阴极放电。
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电解
4.分析电解过程的思维程序
理解应用
1.惰性电极电解电解质溶液的四种类型 (1)电解水型
电解质类型 含氧酸,如H2SO4 可溶性强碱,如NaOH 活泼金属含氧酸盐,如KNO3
(2)电解电解质型
电解质类型 电极反应式及总反应式 阴极：2H＋2e===H2↑ 阳极：2Cl－2e===Cl2↑ 无氧酸,如HCl 总反应式：2HCl=====H2↑＋Cl2↑ 阴极：Cu2＋2e===Cu 不活泼金属无氧酸盐,如CuCl2
Cl2↑ 阳极：2Cl－2e===Cl2↑ 总反应式：CuCl2=====Cu＋电解－－＋－－－＋－电极反应式及总反应式 阴极：4H＋4e===2H2↑ 阳极：4OH－4e===O2↑＋2H2O 总反应式：2H2O=====2H2↑＋O2↑ 电解－－＋－电解质溶液浓度 溶液pH 减小 增大 电解质溶液复原 增大 不变 加水 电解质溶液浓度 溶液pH 电解质溶液复原 电解增大 通入HCl 减小 加CuCl2固体 (3)放H2生碱型
电解质(水溶液) 活泼金属的无氧酸盐(如－电极反应式及总反应式 阳极：2Cl－2e===Cl2↑ 阴极：2H＋2e===H2↑ 总反应式：2Cl＋2H2O=====Cl2↑＋H2↑＋2OH －＋－－－电解质浓度 溶液pH 溶液复原 生成新电 解质 电解增大 通入HCl气体 NaCl、KCl)
(4)放O2生酸型
电解质(水溶液) 电极反应式及总反应式 阳极：4OH－4e===2H2O＋－－电解质浓度 溶液pH 溶液复原 不活泼金属的含O2↑ ＋－2氧酸盐[如CuSO4、阴极：2Cu＋4e===2Cu 生成新电 解质 加CuO减小 或CuCO3 Cu(NO3)2] ＋总反应式：2Cu2＋2H2O=====电解2Cu＋O2↑＋4H
2.根据金属活动性顺序表,Cu和稀H2SO4不反应,怎样根据电化学的原理实现Cu和稀H2SO4反应产生H2?
答案 Cu作阳极,C作阴极,稀H2SO4作电解质溶液,通入直流电就可以实现该反应。电解反应式为阳极：Cu－2e===Cu2,阴极：2H＋2e===H2↑。总反应式：Cu＋2H====Cu2＋H2↑。 3.若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,需加入98 g Cu(OH)2固体,才能使电解质溶液复原,则这段时间,整个电路中转移的电子数为____________。 答案 4NA
【解析】 方法一：98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol,相当于电解了1 mol的CuSO4后,又电解了1 mol的水,所以转移的电子数为2NA＋2NA＝4NA。
方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2的O2失电子数相等,共4NA。
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＋电解
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题组一 电解规律及电极产物的判断
1.(2024·天津市实验中学高三模拟)以石墨为电极,电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( ) A.阴极附近溶液呈红色 C.阳极附近溶液呈蓝色 答案 D
B.阴极逸出气体 D.溶液的pH变小
高2024届高2024级高中化学第一轮复习配套学案第六章第21讲
